C’est au Bourget que ce reveal a eu lieu, pratiquement sous les roues d’un A380 passant en rase-motte, l’A350 lui ayant ouvert la voie. Du beau linge se trouve réuni : la presse nationale et internationale (le salon aéronautique a été une occasion en or pour la faire venir) a pu converser avec Alain Prost, mais aussi Jean-Michel Jalinier, patron de Renault F1, son adjoint Rob white, Axel Plasse, directeur des programmes, ou encore Pierre-Jean Tardy, responsable du projet Power Unit 2014. Power Unit, c’est le jargon pour désigner les moteurs de F1, celui de Renault se dénommant Energy F1-2014. Energy, c’est une appellation assez ancienne chez Renault puisqu’elle a commencé à désigner des moteurs en 1988, quand la R19 a inauguré un bloc de 1 390 cm3 qui allait faire les beaux jours d’un joli paquet de modèles. On aura compris pourquoi on donne à une mécanique de Formule 1 un nom emprunté à la série : faire comprendre au chaland que la technologie de la compétition va se retrouver plus que jamais sur les autos exposées chez le concessionnaire du coin. Car c’est aussi dans ce sens qu’a été établie la nouvelle règlementation pour les moteurs de la catégorie-reine de la course automobile : assurer un maximum de transferts entre compétition et route, en imposant des technologies visant à limiter la consommation de carburant. Ainsi, dès 2014, la quantité d’essence pour la course sera limitée à 100 kg (- 35 % par rapport à 2013) et le débit maximum de carburant ne pourra excéder 100 kg/heure (il est illimité cette année). Voilà qui va singulièrement réduire la puissance des moteurs !
Mais les nouvelles règles sont aussi le fruit du lobbying de plusieurs constructeurs : vu la cylindrée imposée (1,6 litre, pour un régime maxi de 15 000 tr/min contre 2,4 litres et 18 000 tr/min pour les V8 atmo actuels), il aurait été préférable du strict point de vue du rendement d’opter pour un 4-cylindres que pour un V6 (moins de pièces, donc moins de pertes en frottements), mais cela aurait posé problème à certains constructeurs prestigieux, comme Ferrari. Alors on a trouvé un compromis : turbo pour faire plaisir à Renault, plus de 4 cylindres pour satisfaire le cheval cabré ou encore l’étoile.

Ainsi, l’Energy F1-2014 est un V6 turbo 1.6, délivrant 600 ch avant les aides électriques. Les V6 turbo de faible cylindrée, Renault connaît pour en avoir fabriqués dès 1977. Mais le nouveau moteur, s’il ressemble de loin à celui des ‘Yellow tea pot’, s’en écarte franchement dans le détail. En effet, il adopte deux systèmes électriques de récupération d’énergie très sophistiqués, les MGU pour Motor Generator Unit.
Le premier, le MGU-K est en fait un kers. Relié au vilebrequin, il fonctionne comme un générateur : il peut ralentir la voiture (ce qui épargne les freins) et transformer l’énergie du freinage en électricité. Celle-ci va se stocker dans des batteries pour, à la réaccélération, alimenter le MGU-K, qui apportera alors au moteur thermique un surplus de 160 ch (chiffre fixé par le règlement), pour un total de 760 ch.
Le second, c’est le MGU-H. Et c’est lui qui retient l’attention. Pourquoi ? Parce qu’il est directement relié à l’axe du turbocompresseur. Lui aussi récupère de l’énergie, celle des gaz d’échappement. Ensuite, que fait-il ? Il en envoie une partie dans le MGU-K et une autre dans les batteries, en réserve. Et cette réserve, il va puiser dedans pour devenir moteur à son tour, actionnant directement le turbo dans les phases où les gaz d’échappement ne permettent pas de le faire tourner assez. Du coup, on supprime le temps de réponse (théoriquement important car le règlement impose un turbo unique, donc plus gros et lourd que deux petites turbines), on obtient un surplus de couple à bas régime et on peut se passer de waste-gate car le MGU-H contrôle la vitesse du turbo, donc l’empêche de créer trop de gaz compressés (évacués ordinairement par la waste-gate).
Vous allez me dire que via les déphaseurs, il est possible de créer un flux continu entre admission et échappement, flux qui permet au turbo de tourner en permanence et donc de supprimer là aussi le temps de réponse. Les TCE de Renault utilisent un peu ce phénomène, le TBi d’Alfa Romeo beaucoup. Seulement, les déphaseurs d’arbres à cames sont interdits en F1.

Notons que l’énergie totale récupérée par les MGU est gérée par l’ERS (Energy Recovery System). Ce dispositif met en relation les MGU, un Energy Store ainsi que les différents boîtiers de contrôle. Du coup, la chaleur et l’énergie cinétiques transformées en électricité peuvent aller alimenter directement les MGU ou recharger les batteries. Ainsi, par rapport au Kers de 2013, l’ERS de 2014 délivre jusqu’à 120 kW contre 60 kW, pour un impact 10 fois plus grand sur un tour de circuit. Au total, le nouveau V6 consomme 40 % en moins pour la même puissance.
Evidemment, tous ces systèmes se paient du point de vue du poids : le V8 actuel pèse 95 kg sans le kers, 100 avec, et 120 une fois ajouté le système de refroidissement. Le futur V6 turbo pèsera 145 kg avec les MGU, auquel il faudra ajouter 35 kg de batteries ainsi que 20 kg d’échangeurs et de radiateurs. Total : 200 kg !
En outre, le volume complet du nouveau Power Unit, nettement plus important, va être assez compliqué à loger dans la voiture. Renault travaille avec grand soin à son intégration. Ainsi, le turbo s’installe au-dessus de la boîte de vitesses, mais empiète sur l’espace jusque-là dévolu à la suspension. Pour sa part, le dispositif mange de la place au réservoir de carburant : il va donc falloir une voiture plus longue, et donc, revoir complètement son aérodynamique.

Petit détail : le nouveau moteur utilise une injection directe, autorisée pour 2014. D’une pression de 250 bars, elle utilise des éléments très, très proches de ceux de la voiture de M. Toulemonde, où la pression grimpe jusqu’à 180 bars. La F1 se nourrit de la série et réciproquement. Car que va-t-on retrouver de la technologie du nouveau V6 ? Le turbo contrôlé par un moteur électrique ? Pas dans l’immédiat nous assure-t-on chez Renault, car les déphaseurs et l’injection directe s’avèrent déjà très efficaces pour la puissance à très bas régime. Et il n’y pas de règlement limitant la cylindrée ni le débit des injecteurs, et encore moins la quantité de carburant utilisable sur un trajet. De plus, il est cher (pas évident de faire travailler un moteur électrique niché dans la chaleur du creux d’un V). Cela dit, il pourrait constituer une application intéressante sur une auto à très hautes performances, où la contrainte de prix est moins forte, et là, on pense immédiatement à la future Alpine. Wait and see…
En revanche, il nous a été révélé que MGU-K va très prochainement se retrouver sur les voitures de série. Cela dit, plus que les éléments techniques, ce sont les hommes, les méthodes et surtout les codes de calcul (pour optimiser la mécanique des fluides par exemple) qui transitent le plus de la F1 vers la série : 90 % de ces codes sont communs. Autre exemple : l’architecte des moteurs TCE 0.9 et 1.2 n’est autre que Jean-Philippe Mercier, venu de la F1. Il y est retourné pour se charger de l’électrification du V6.

Sur la future F1, le pilote aura un peu plus de boulot pour tirer le meilleur des MGU. En effet, comme nous l’a révélé Alain Prost, il disposera de plusieurs modes de conduite qu’il sélectionnera selon les situations (récupération d’énergie à la poursuite d’un rival, full power pour le dépasser, etc.) : soit il les aura bien intégrés dès le départ, soit il devra bavasser avec son ingénieur de piste, au risque de se déconcentrer. De plus, toujours selon Prost, les stratégies de course vont changer radicalement et joueront un rôle encore plus crucial. Enfin, le retour de la suralimentation risque de creuser les écarts entre les écuries suivant le moteur qu’elles utilisent, à cause du surcroît de complexité. La gestion du turbo va forcément varier suivant les fabricants de moteurs, et même si la puissance maxi est fixée à 760 ch, va y avoir du sport !
Nous avons aussi eu droit à une petite allocution télévisée de Carlos Ghosn. Il a insisté sur un point qui me semble crucial : ‘Renault est un motoriste fiable’. La F1 le démontre, et il fort dommage que son impact sur le public français, très critique à l’égard des moteurs Renault (à raison d’ailleurs en ce qui concerne les dCi d’avant 2006) soit encore diminué par sa retransmission exclusivement cryptée…

Crédits photo : Pagecran, DPPI Media, Vincen Curutchet

3 Réponses

  1. MagicSenna

    Sujet très intéressant ! Reste à savoir ce que ça va donner sur la piste… Les pilotes vont certainement se plaindre du « manque » de puissance au début (comme c’était le cas pour le passage de V10 à V8)!
    80 kg en plus tout de même ! Il va falloir grappiller ailleurs. Je ne connais pas le poids maximum pour les monoplaces 2014 mais bon je m’attends à plus qu’actuellement…
    Déjà que le son du V10 me manquait mais là je vais regretter le V8 à mon avis.

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